Поиск по сайту:
Главная

Публикации

МосЭнергоСбыт ЕИРЦ МОЭК МОЭСК МТК МОСГАЗ

Наследники «Токамаков»

Наука и жизнь №10 1980

  На каком участке пути находится сейчас физика термоядерного синтеза? Об этом рассказывают ученые, чья научная биография неразрывно связана с биографией проблемы управляемого термоядерного синтеза.
  В журнале выступают:
Евгений Павлович Велихов, вице-президент АН СССР, руководитель советской программы термоядерных исследований, и Борис Борисович Кадомцев, академик, директор Отделения физики плазмы Института атомной энергии имени И. В. Курчатова.
  Ведет беседу корреспондент журнала Ю. Слюсарев.

— Мне хотелось бы начать с отрывка из выступления академика Л. А. Арцимовича в 1961 году на закрытии Второй конференции Международного агентства по использованию атомной энергии. Он сказал тогда, в частности:
«Сейчас всем ясно, что первоначальные предположения о том, что двери в желанную область сверхвысоких температур откроются без скрипа при первом же мощном импульсе творческой энергии физиков, оказались столь же необоснованными, как и надежда грешника войти в царствие небесное, минуя чистилище.»
И все же вряд ли могут быть какие-то сомнения в том, что проблема управляемого термоядерного синтеза будет разрешена. Неизвестно только, насколько затянется наше пребывание в чистилище.
  Отсюда и первый вопрос: что же можно сказать сейчас — спустя двадцать без малого лет — о возможности мирного использования термоядерной энергии?


Е. П. Велихов: — Коль скоро вы вспомнили Льва Андреевича, позвольте ответить его же словами: «Проблема управляемой термоядерной реакции будет непременно решена, как только у человечества возникнет в ней реальная потребность»
  Проблема УТС скоро отметит свое тридцатилетне. Все эти годы физика высокотемпературной плазмы жила трудной драматической жизнью. Успехи сменялись неудачами, надежды — разочарованиями, сулящий быструю победу путь оборачивался порой топтанием не месте. Но в общем было движение вперед. И сегодня уже с большой уверенностью мы можем говорить о возможностн практического применения управ ляемых реакций синтеза на исходе XX века Сейчас в принципе не видно каких-либо «запретов» природы на создание термоядерных электростанций.
  В последние годы исследования по проблеме УТС развиваются особенно быстро. Это наблюдается во всех странах, которые занимаются подобными исследованиями в течение многих лет. Прежде всего — в СССР, США, Англии. Франции и ряде других стран. Сравнительно недавно в работы по УТС активно включились японские физики и уже получили неплохие результаты.

— Чем же объясняется такое оживление?

Б. Б. Кадомцев: — Я думаю, что, во-первых, появилась та потребность в новом источнике энергии, о которой говорил Л. А. Арцимович До семидесятых годов исследования по УТС были уделом физиков-энтузиастов, которые прежде всего хотели разрешить проблемы чисто физические: выяснить, что такое высокотемпературная плазма, как она себя ведет в различных условиях, понять те интригующие закономерности, которые обнаруживались в экспериментах, и описать их теоретически. Разумеется, была и притягательная цель — зажечь «земное солнце», то есть осуществить в земных условиях спокойную термоядерную реакцию Но УТО было как бы далеким символом, без конкретных сроков, когда человечеству крайне потребуется зажечь такое «солнце».
  Во-вторых, и физика плазмы к тому моменту оказалась развитой настолько, что позволяла довольно быстро продвигаться в решении проблем, которые раньше казались непреодолимыми.
  Я вспоминаю VI Европейскую конференцию по физике плазмы и управляемым термоядерным реакциям, которая проходила летом 1973 года в Москве. Надо отметить: каждая крупная научная встреча, помимо, так сказать, материального содержания в виде докладов и сообщений, бывает характерна своим духом, настроением людей, если хотите, неким общим «климатом». Так вот, о московской конференции я бы сказал, что она проходила на фоне четко выраженного оптимизма физиков термоядерщнков. Этот оптимизм был связан с успешным продвижением в область термоядерных параметров плазмы. А главное, появилась уверенность в том, что мы наконец начали правильно понимать явления в плазме и можем достаточно обоснованно прогнозировать ее поведение в тех или иных физических условиях.
Е. П. Велихов: — И как следствие этого на конференции проявилась еще одна, немаловажная деталь. А именно, тенденция к переходу от огромного количества небольших поисковых работ к сравнительно малому числу исследовании по крупным, наиболее перспективным направлениям.

— Гёте сказал: «Кто ищет, вынужден блуждать». Наверное, первые годы общения с проблемой УТС можно уподобить блужданию в потемках по огромному дому в поисках выхода, когда оказывается весьма плодотворной стратегия ощупывания подряд всего, что попадается под руку? Но вот загорается свет, и поле поиска значительно сужается: теперь уже достаточно открывать лишь двери, оставив в покое остальные предметы.

Е. П. Велихов: — Не очень точно, но в общем верно. Действительно, стало ясно, какими путями надо двигаться, чтобы быстрее и с меньшими затратами достичь цели. И одним из наиболее перспективных было признано направление, предложенное и развитое в СССР под руководством академика Арцимовича. Это — так называемые стационарные системы с тороидальным магнитным полем, широко известные «Токамаки». На них проведен большой цикл исследований, результаты которых оказались столь впечатляющими, что в начале семидесятых годов «Токамаки» стали расселяться по всем странам, ведущим работы по УТС. И в целом на этом направлении стала оформляться мощная идеология, основанная уже не на единичных экспериментах на отдельных установках, а на большом семействе из десятков установок с самыми различными параметрами — линейными размерами, токами, магнитными полями, температурой и плотностью плазмы и т.п.

— Каковы же конкретные успехи ни этом направлении? Как близко удалось подойти к желанной цели?

Б. Б. Кадомцев: Основные вехи такие. В 1075 году в Институте атомной энергии вступила и строй установка «Токамак-10», и очень скоро на ней была получена плазма с температурой около 12-13 миллионов градусов. Напомню, что для будущего термоядерного реактора потребуется температура 80-100 миллионов градусов. Время жизни плазмы (грубо говоря, то время, в течение которого нам удается удерживать плазму и не дать ей коснуться стенок реактора и охладиться) — 69—70 миллисекунд.
  А для реактора требуется время жизни более секунды, то есть в 12—15 раз больше достигнутого.


Б. Б. Кадомцев: — Надо сказать, что определяющим параметром для термоядерной реакции является не время удержания, а его произведение на плотность плазмы (n τ ). Чтобы при термоядерном «горении» энергии выделялось больше, чем мы вкладываем в плазму, должно прореагировать как можно больше частиц. И чем плотнее плазма, тем больше столкновений в единицу времени. Для дейтериево-тритиевой плазмы это произведение должно быть не менее 2*1014.
  В «Т-10» произведение плотности на время составило около 5*1012, то есть пока еще в 40 раз меньше, чем требуется. Однако этот, казалось бы, неутешительный факт физиков сейчас не очень волнует.
  Дело в том. что эксперименты на «Т-10» окончательно укрепили один очень важный вывод. А именно: время удержания плазмы в «Токамаке» быстро растет с увеличением сечення плазменного «бублика». То есть цели можно достичь, двигаясь просто по линии укрупнения установок. Мы сможем удержать плазму в течение необходимого времени при условии, что реактор будет в 4—5 раз больше, чем «Т-10». Теперь это действительно выглядит просто, как, впрочем, очень многое в природе. Но чтобы увидеть эту простоту, потребовались многие годы «блуждания в потемках», как вы выразились.
  Не преувеличивая скажу, что этот результат — мы называем его законом подобия, или скейлинга. по международной терминологии,— является одним из наиболее важных итогов первой фазы работ по УТС, фазы чисто физических исследований.
  Вскоре был получен еще ряд очень важных результатов, два из которых хочу отметить В I976 году в Принстоне (США) вступил в строй «Токамак PLT» примерно таких же размеров, что и «Т-10». После серии отладочных экспериментов на нем получили в 1978 году температуру в 60 миллионов градусов.

— То есть почти реакторную?!

Б. Б. Кадомцев: — Да, это очень близко к тому, что требуется для «зажигания» термоядерной реакции, хотя плазма в PLT была не очень плотной и произведение n τ составляло лишь 1012 — примерно в 100 раз меньше критического значения.
  — Итак, эксперименты последних пяти лет показали, что в «Токомаках» вполне реально получить горячую плазму с необходимыми параметрами. Что же дальше, каким будет следующий шаг? Может быть, пора проектировать термоядерные электростанции?
Е. П. Велихов: — На этот вопрос сложно ответить одной-двумя фразами.
  .Для начала напомню историю создания атомных электростанций. К середине сороковых годов в реакторах, построенных Э. Ферми в США и И В. Курчатовым в СССР, была получена и исследована цепная реакция деления урана. То есть сначала была решена физическая задача. И лишь потом, постепенно в повестку дня стали включаться инженерные и технологические вопросы по разработке материалов, деталей, узлов и конструкций энергетических реакторов и в целом электростанций.
  Подобная стратегия владела и умами термоядерщиков - сначала получить в лаборатории термоядерную реакцию, а уж потом браться за технические задачи по энергетическому реактору. Путь, как вы понимаете, долгий.
  Можно, наоборот, пойти по стратегии большого риска, начав уже сегодня строительство термоядерной электростанции. Но человечество не простит нам ошибок, цена которых в материальном выражении может быть огромной. А ошибки в таком новом деле и тем более при таком подходе неизбежны. Ведь предстоит одолеть немало технических трудностей, гораздо больших чем те. что стояли перед создателями первых АЭС Например, получить ряд несуществующих пока материалов, научиться производить и реакторе горючее — тритий, освоить очистку плазмы от примесей тяжелых элементов и так далее.
  Так возникла концепция демонстрационного эксперимента — эксперимента, который бы подтвердил практическую воэможность получения термоядерной энергии и позволил решить основные инженерно-технологические задачи. Поэтому сейчас на повестку дня поставлено проектирование демонстрационных или испытательных, реакторов «Токамаков».

— Не могли бы иы чуть подробней расшифровать понятие «демонстрационный реактор» ?

Е. П. Велихов: — Это установка, заполненная дейтериево-тритиевой плазмой с такой температурой и плотностью, которые нужны для реакторов термоядерных электростанций. В результате реакции синтеза будет выделяться энергия, примерно равная той, что вкладывается в плазму. То есть демонстрационный реактор, особенно на первом этане. - еще не настоящий реактор, от него нельзя получать энергию. Это опытная установка, и которой должна быть продемонстрирована практическая осуществимость самоподдерживающейся термоядерной реакции, отработаны системы нагрева, удержания и контроля плазмы, подачи топлива, его регенерации, детально изучено поведение материалов в мощных телловых и нейтронных потоках.
  Мы полагаем, что фаза демонстрационных экспериментов потребует около десятка лет. Но уже на середине этого пути можно будет начинать решать конкретные вопросы создания энергетических термоядерных реакторов, а может быть, и термоядерных злектростанций.

— Значит, мы сейчас находимся, так сказать, на историческом рубеже - этап чисто физических исследований по проблеме УТС пройден и начинается качественно новый?

Б. Б. Кадомцев: - Эта не совсем так. Само понятие физической демонстрации термоядерного сиитеза является довольно расплывчатым и условным. Речи здесь идет не о переходе к качественно новому физическому явлению, а скорее об искусственном рубеже, который ставят себе физики. Просто по мере получения все более интенсивной реакции соответственно, увеличения выхода энергии на первый план будут выдвигаться уже не физические, а сугубо технолгические проблемы. Значит, и в развитии термоядерных исследований следует ожидать не резкого, а постепенного перехода от нынешнего физического этапа к инженерно-технологическому.
  Вот для того, чтобы этот переход был более надежным, и создаются сейчас установки следующего поколения, большие термоядерные реакторы «Токамаки». Все они гораздо крупнее своих нынешних предшественников Так, если в «Т-10» и «RLT» объем плазмы равен 5 кубическим метрам.то о нынешнем «Т-15» он будет около 25.
  Установки имеют примерно одну и ту же цель — получить «полноценную» термоядерную плазму или по крайней мере, максимально приблизиться к ней. Хотя конкретно физические средства движения к этой цели на всех установках разные, в целом это создает удачную взаимодополняемость экспериментов. Результаты, которых мы ожидаем, должны окончательно определить размеры и ряд других основных характеристик будущего энергетического реактора.
  Вступать в строй эти установки начнут в течение ближайших лет, и где-то в середине восьмидесятых годов мы надеемся провести эксперименты, которые в основном завершат фазу физических исследований.

  А для реактора требуется время жизни более секунды, то есть в 12—15 раз больше достигнутого.


— Но хочется заглянуть еще дальше...
Б. Б. Кадомцев: — А мы просто обязаны это делать. И делаем — у себя в лабораториях и институтах и сообща с нашими зарубежными коллегами. Недавно обсуждение всех этих задач и путей вылилось п идею международного проекта под названием «ИНТОР» (INtemalional Tokamak Reactor). Предлагается следующий шаг в термоядерных исследованиях сделать объединенными усилиями ведущих стран мира. По поручению Советского правительства в 1978 году с этим предложением выступил па заседании Международного агентства по атомной энергии руководитель советской термоядерной программы и наш сегодняшний собеседник — Евгений Павлович.
Е. П. Велихов: - Проблема УТС давно вышла за рамки отдельных стран — на арену международного сотрудничества. Начало этому было положено в 1956 году, когда Игорь Васильевич Курчатов выступил с лекцией в английском атомном центре и рассказал о советских результатах по термоядерным исследованиям, ограждавшимся до того времени во всех странах барьерами секретности.
  Лидирующие позиции а этих работах неизменно занимали советская и американская научные школы. В последние годы в сотрудничество активно включились и ученые других стран мира.
  Однако с увеличением масштабов термоядерных установок растут и материальные затраты на их сооружение и эксплуатацию, которые начнут окупаться еще не очень скоро. Бремя затрат становится ощутимым уже сегодня — при сооружении «Токамаков» нынешнего поколении. Не случайно страны, входящие в объединение «Евратом», решили объединить свои усилия по строительству установки «JET», которая должна вступить о строй в ближайшие годы.
  Не только материальные соображения побуждают нас к международной кооперации в термоядерных исследованиях. Сегодня перед наукой впервые в истории встали глобальные задачи, от решения которых зависит будущее всего человечества. Значит, и решать их надо сообща, с использованием самых передовых достижений и знаний — не только отдельных, пусть даже очень развитых стран, а всей планеты в целом. Поэтому нам кажется, что для решения такой проблемы, как обеспечение будущего человечества энергией, объединение ведущих держав было бы наиболее разумным шагом
  Международный совет по термоядерному синтезу поддержал наше предложение. Создана рабочая группа по проектированию и разработке международного реактора «Токамака», в которую пошли эксперты от всех стран участниц проекта СССР, США. Японии и девяти стран Западной Европы. На первой стадии рабочая группа оценила существующий научно-технический базис и пришла к выводу, что с учетом результатов, которых мы ожидаем от новых установок в ближайшие три четыре года, этот базис вполне достаточен, чтобы начать проектирование а затем и сооружение реактора.

- Какие научно-технические задачи должен помочь решить ИНТОР?

Е. П. Велихов: - По замыслу ИНТОР должен стать непосредственным предшественником так называемого реактора DEMO. Хотя к настоящему времени концепция DEMO еще окончательно не ясна, предполагается, что это должен быть реактор. который производит значительное количество энергии, сам обеспечивает себя тритием и дает исчерпывающую информацию для разработки и строительства промышленних электростанций.
  Другими словами, DEMO - это эксперементальная термоядерная электростанция. У ИНТОР, как предшественника DEMO задачи и параметры соответственно скромнее. Мы хотим чтобы в ней была осуществлена самоподдерживающаяся термоядерная реакция в импульсном режиме. A именно: в камере создается дейтериево-тритиевая плазма, в течение 4—5 секунд нагревается до необходимой температуры, средства нагрева отключаются, и в течение 2—3 минут идет реакция. Затем мы прерываем эту реакцию, чтобы удалить шлаки - продукты взаимодействия плазмы со стенками реактора, и через 20-30 секунды повторяем цикл снова За стенкой реактора будут установлены так называемые бланкеты (от английского blanket - одеяло) — устройства, которые поглощают потоки нейтронов, выделяющихся в результате реакции, и преобразуют их энергию в тепло. Проектируемая тепловая мощность ИНТОРа довольно велика — около 600 мегаватт, это сравнимо с мощностью первых промышленных АЭС.
  На первом этапе реакция и термоядерных реакторах будет не на чистом дейтерии а на смеси дейтерия с тритием Но в природе нет трития в достаточных количествах, его предполагается получать в реакторе искусственно из лития. Так вот, в бланкете и должен идти процесс наработки трития так, чтобы система сама обеспечивала себя этим горючим. Правда, на ИНТОРе мы пока не предусматриваем обязательно полного воспроизводства трития, достаточно, чтобы на отдельных элементах бланкета удалось показать, что в принципе это возможно.

— А электроэнергию этот реактор будет производить?

Е. П. Велихов: - Да, мы надеемся, что некоторое количество электроэнергии через два-три года после пуска нам удастся получить от ИНТОРа, Схема производства электричества здесь такова. В бланкете циркулирует вода под давленном, которая отбирает энергию у выделяющихся в реакции нейтронов и нагревается. По принятой в энергетике терминологии это первичный контур. А дальше — типовая многоконтурная схема, как в обычных АЭС: горячая вода в теплообменнике передает тепло рабочему телу, в простейшем случае тоже воде, которая, нагреваясь, превращается в пар, поступающий на турбину. Думаем, что ИНТОР сможет производить 5—10 мегаватт электроэнергии, примерно как первая АЭС в середине пятидесятых годов.
  — Рабочая группа по ИНТОРу начала свою деятельность немногим больше года назад. Борис Борисович, что вы могли бы сказать об итогах минувшего периода чаи как один из ее руководителей и непосредственных участников?
Б. Б. Кадомцев: — Работа идет очень хорошо. Просто удивительно, сколь большое количество специалистов во всех странах-участницах откликнулось на предложение включиться в работу над проектом ИНТОРа. За один год нам удалось сделать физическое обоснование для такого сложного проекта, выпустить официальным доклад, в котором подробнейшим образом описаносостояние науки и техники в области термоядерных исследований.
  А конкретно наша работа протекала следующим образом. На первом заседании рабочей группы мы разделили всю проблеиу на семнадцать тем, по каждой теме установили объем материала и сформулировали вопросы, на которые необходимо ответить. Вопросы самые разные. От общих — каковы например, на взгляд участников, цели проекта, до вполне конкретных — размеры реактора, способ разогрева плазмы, параметры магнитного поля, конструкция бланкета и тому подобное.
  С этими вопросниками мы вернулись в свои страны и с помощью большого числа научных коллективов составили свои варианты ответов, то есть варианты физического обоснования. На следующем заседании мы сравнили все варианты, констатировали моменты, по которым есть полное согласие, определили вопросы, на которые нужно ответить для согласования точек зрения по тем моментам, где мы не пришли к единому мнению, и вернулнеь домой, чтобы продолжить работу.
  Сейчас этот этап роботы закончен. Международный совет по термоядерному синтезу одобрил наш доклад, и принято решение о переходе к стадии эскизного проектирования реактора. На эскизный проект нам потребуется, если все пойдет так же хорошо, около полутора лет, после чего мы приступим к техническому проектированию установки. На всех этапах в проект будут, если потребуется, вноситься коррективы с учетом новой информации, которая поступит с установок «Т-15», «TFTR» и других. К 1985 году мы надеемся завершить работу по проектированию ИНТОРа.

— Значит, все надежды на решение проблемы УТС теперь связаны с ИНТОРом? Или же он является только некоторой частью национальных термоядерных программ?

Е. П. Велихов: - Безусловно, это не единственная из перспективных установок, которые будут проектироваться и строиться в ближайшем будущем. У каждой страны есть своя национальная программа, отражающая специфику топливно-энергетической структуры, состояние экономики, научно-технический потенциал страны и т. д. Наши взгляды на роль и удельный вес термоядерной энергетики, на ее соотношение и связи с другими видами получения энергии отличаются довольно заметно. Поэтому, уделяя должное пнимание проекту ИНТОРа. каждая страна будет идти все же своим путем.
  Советские ученые в качестве возможного этопа развития термоядерной энергетики рассматривают создание так называемого гибридного реактора.

— Судя по всеми, это не «чистый» термоядерный реактор, и некое сочетание «термояда» еще с чем-то?

Е. П. Велихов: — В гибридном реакторе заложена идеи своеобразного симбиоза атомной и термоядерной энергетики.
  Как известно, в ныне работающих АЭС в реакции деления принимает участие не весь уран, который туда загружают, а только некоторая часть его, представленная изотопом уран-235. Подавляющая часть сырья, то есть уран-238, в реакции почти не участвует. Использовать его предполагается в реакторах на быстрых нейтронах, превращая в хорошо делящийся плутоний.
  Выяснилось, что утилизацию урана-238 можно с большой эффективностью проводить и в термоядерном реакторе. Для этого камеру, в которой протекает реакция синтеза, нужно окружить урановым бланкетом. Нейтроны, выделяющиеся в процессе синтеза, столь энергичны, что. попадая в ядра урана, заставят часть из них делиться и отдавать энергию. Другая часть ядер урана-238 Превратится в плутоний. Примерно 75—80 процентов мощности такого реактора дадут реакции деления урана, а термоядерные реакции, хотя и обеспечат какую-то часть общей мощности, будут в основном служить источником быстрых нейтронов, играя роль «запала» для подкритического уранового реактора. Поэтому к параметрам плазмы и стенкам камеры в гибридном реакторе предъявляются менее жесткие требования
  Такие реакторы могут явиться промежуточным шагом на пути к чистым термоядерным реакторам. Гибридные системы очень ценны тем, что здесь мы в полной мере сможем ощутить инженерно-технологические задачи термоядерной энергетики, но зато в облегченном физическом варианте.

— Гибридные реакторы, — безусловно, интересная идея, которая хотелось бы надеятья, позволит гораздо раньше поставить термоядерную реакцию ни службу людям. Но она ведь фактически не решает главной научной проблемы — получения самоподдерживающейся, энергетически выгодной реакции синтеза, а по существу, обходит ее. Интересно, а нет ли в арсенале физики каких-то перспективных идей, которые обещали бы смягчить довольно высокие требования к параметрам плазмы? Кстати, в последнее время в научной печати вновь заговорили о так называемом мезонном катализе. Что вы думаете по этому поводу?

Б. Б. Кадомцев: - Мы ведь намеренно в нашей беседе не останавливались на других, альтернативных вариантах решения проблемы УТС, договорившись обсудить состояние наиболее успешного сегодня направления, а именно «Токамаки». Хотя было бы очень несправедливым забывать о других термоядерных системах, на которых в последнее время получены чрезвычайно интересные и обнадеживающие результаты. В частности, так называемые импульсные системы, основанные на быстром нагреве и сверхплотном сжатии маленьких дейтериевых шариков мощными лазерными лучами или пучками быстрых электронов. Эти направления имеют, судя по всему, хорошие перспективы. Хотя говорить о строительстве энергетических реакторов на основе таких систем еще рановато, в будущем они могут стать хорошим дополнением к реакторам - «Токамакам». Кроме того, они дают очень полезный вклад в общую копилку знаний о веществе в экстремальных условиях.
  Но мне кажется, что наряду с чисто физическими поисковыми исследованиями по широкому фронту следует уже сейчас выбрать одну из лидирующих систем и попытаться пройти в этом направлении как можно дальше. Во-первых, это нужно, чтобы поскорее увидеть те задачи — не плазменно-физические, а чисто инженерные — которые нас ожидают, и понять, в какой мере они совместимы с физическими идеями, которых сейчас очень много. И, во-вторых, хочется, чтобы человечество все-таки убедилось, что у термоядерной энергии есть ощутимые выгоды.
  Я не забыл вашего вопроса о мезонном катализе и как раз подхожу к нему.
  Термин «катализ», заимствованный из химии, подсказывает, что речь может идти о веществе, ускоряющем течение реакции, смягчающем условия, а которых она протекает. Скажем, снижает температурный порог реакции...
  В сущности, в основе разных способов термоядерного синтеза лежит одна общая идея: нагреть смесь атомов до высокой температуры, чтобы как можно большая часть их прореагировала. Здесь видна очень близкая аналогия с химией, и поэтому вполне резонно, как это делают химики, поискать вещество, которое могло бы ускорить ход термоядерной реакции.
  Смысл мезонного катализа состоит в следующем. Попадая в смесь изотопов водорода, отрицательные мю-меэоны образуют так называемые мезоатомы водорода — системы, похожие на обычные атомы с той разницей, что вместо электрона вокруг ядра вращается мю-мезон. В силу того, что мю-мезон в двести раз тяжелее электрона, радиус его орбиты соответственно в двести раз меньше, значит, и мезоатом будет в двести раз меньше обычного атома. Точно так же размеры мезомолекул, образованных двумя мезоатомами, в двести раз меньше обычных. Но это означает, что расстояние между двумя ядрами водорода в мезомолекуле уменьшается примерно до 5*10-11 сантиметра — как раз до такого, при котором начинается слияние, синтез ядер А это то, чего мы добиваемся, сообщая ядрам за счет нагрева дополнительную энергию, которая помогает им преодолеть кулоновское отталкивание и сойтись на достаточное для синтеза расстояние. С участием же мю-мезона ядра сближаются не за счет тепловой энергии, а под действием внутриатомных электрических сил притяжения между отрицательным мю-мезоном и положительными
  ядрами.
  Совсем недавно н Объединенном институте ядерных исследований в Дубне под руководством В. П. Джелепова были проведены новые эксперименты по мезонному катализу в смеси дейтерия с тритием. Оказалось, что в такой смеси реакция идет стрее, чем в чистом дейтерии, кстати, как это предсказывали дубненские теоретики. И скорость катализа в смеси дейтерия с тритием такова, что за время своей жизни мю-мезои может обеспечить выделение энергии того же масштаба, что затрачивается на его создание. (Впрочем, сейчас еще не известна такая очень важная характеристика, как вероятность захвата мезонв ядром гелия — продуктом реакции.)
  Нельзя не восхищаться красотой идеи меэонного катализа, но говорить о ее практическом применении пока еще очень рано.

— Последний вопрос относится к категории тех, что стали возникать сравнительно недавно — по мере осознания факта, что индустриальная деятельность человека на планете по своей мощности начинает сравниваться с глобальными природными процессами. Например, сколь велико может быть производство энергии, чтобы еще не отражаться пагубно на естественном балансе вещества и энергии в биосфере? Не исключено, что будущему человечеству придется умерять свои энергетические «аппетиты». Нужна ли ему будет термоядерная энергия?

Е. П. Велихов: — Прогнозы, показывает история.— дело неблагодарное. Не берусь гадать об «аппетитах» потомков; возможно, что для их удовлетворения в принципе будет достаточно и тех источников п ресурсов энергии, которые есть сейчас, включая энергию урана. Однако резонно задаться вопросом: устраивает ли нас уже сегодня, так сказать, качество этих ресурсов? Или эффективность их использования? Напомню, что в ходе химической реакции горения (то есть при сжигании органического топлива) выделяется лишь 10-7 процента (!) той энергии, которую потенциально содержит в себе вещество. Да и ею, этой мизерной долей, мы пользуемся не полностью, а в лучшем случае процентов на сорок - именно такой КПД тепловых машин.
  В процессе термоядерной реакции из вещества удастся высвобождать энергии в 10 миллионов раз больше, чем при химическом горении. Овладение этой энергией не помешает человечеству, если потребуется, оставаться в рамках некоторой предельной мощности. Значит, речь здесь может идти не об усугублении экологической ситуации и даже не о простой замене одного источника энергии другим, а оболее рациональном расходовании потенциальных энергоресурсов планеты.


Поиск по сайту:
Главная

Публикации

МосЭнергоСбыт ЕИРЦ МОЭК МОЭСК МТК МОСГАЗ